Каковы основы этой p-канальной схемы MOSFET/драйвера?

Неудивительно, что есть проблемы с пониманием схемы. Он нарисован нетрадиционным способом, полевой транзистор перевернут для дополнительной путаницы.

1. Значение R55 не указано, оно рассчитано как обычно для управления базами транзисторов. Миллиампер был бы хорошей отправной точкой. Он не имеет связи ни с какими токами 2А.

2. Вы определили, как правильно работает точка D. Но обратите внимание, что точки D и B — это одна и та же точка, так как они соединены проводом. Транзистор BJT управляет затвором полевого транзистора, чтобы включить или выключить полевой транзистор.

Давай переставлять. R55 вообще не зависит от 2А вашей нагрузки; он предназначен для управления воротами NDP6020P. Если R55 слишком низкое, вы, возможно, сожжете 2N3904, пропуская слишком большой ток через переход BE. Если R55 слишком высокое, вы не будете потреблять достаточно тока через R2, чтобы понизить Vgs M1 настолько, чтобы включить его. Между ними у вас есть ряд опций, которые изменяют скорость переключения M1 и силу привода.

Когда выход Arduino на базу Q1 низкий, ток базы отсутствует, поэтому (по существу) ток коллектора не течет, и NODE1 получает напряжение до 8 В с помощью R2. Когда на выходе Arduino появляется высокий уровень, протекает базовый ток, что позволяет протекать току коллектора, а NODE1 падает на Ic*R2.

РЕДАКТИРОВАТЬ: включено значение R55 @mkeith.

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

2n3904 используется как коммутатор. Он контролирует напряжение в точке B. Резистор 10 кОм подтягивает точку B к высокому уровню (до 8 В), но когда 2n3904 включен, он обеспечивает путь с низким импедансом от точки B до GND. Таким образом, резистор 10 кОм тянет точку B вверх, но когда вы включаете 2n3904, он тянет точку B вниз, и тянет намного сильнее, чем резистор, поэтому выигрывает перетягивание каната.

R55 управляет величиной тока в базе 2n3904. Вы используете 2n3904 в качестве переключателя с насыщением, поэтому вы хотите, чтобы ток базы был примерно в 0,1 раза больше тока коллектора (больше тоже нормально). Ток коллектора 8 В/10 к = 800 мкА. Таким образом, базовый ток должен быть 80 мкА.

Типичное базовое напряжение в такой схеме будет около 0,6 В.

Базовый ток VDD - 0,6 В/R55. Итак, мы хотим установить его равным 80 мкА и решить для R55.

Судя по вашей схеме, VDD составляет 3,3 В. Итак:

R55 = (3,3 - 0,6)/80 мкА

R55 = 33 750 Ом.

Таким образом, вы можете использовать резистор на 33 кОм (стандартное значение 33 кОм). Если изменится VDD, или изменится резистор 10 кОм, или если коммутируемое напряжение будет не 8 В, то следует пересчитать R55.

Какова стоимость R55, как она рассчитывается и связана ли она каким-либо образом с 2А?

Это не имеет никакого отношения к 2А переключателя PMOS. Этот резистор является базовым резистором NPN BJT. Значение составляет около 4,7 кОм, оно должно пропускать достаточный ток базы, чтобы биполярный транзистор перешел в область насыщения - работа транзистора в качестве ключа. Если бы транзистор проводил без каких-либо потерь (нулевое сопротивление), ток коллектора был бы 8 В / 10 кОм = 0,8 мА. Поскольку мы знаем, что Ic=Beta*Ib, вы можете рассчитать Ib, тогда макс. значение базового резистора. Бета-минимум для 2n3904 составляет где-то 40, поэтому Ib должен быть >= 20 мкА. Rb=(3,3 В-0,65 В)/20 мкА < 133 кОм.

Когда контакт Arduino находится в состоянии LOW, точка D измеряет 8 В. Когда контакт Arduino находится в состоянии HIGH, точка D измеряет около 0,3 В.

Ну и должно быть ближе к 0,6В.

Насколько я понимаю, точка B всегда на 8 В, потому что она получает напряжение от батареи в точке C.

Нет, между B и C есть резистор 10k.

Как получается, что транзистор «разрывает» это от точки D до B и понижает/отменяет это напряжение, поступающее от точки C? Надеюсь, я правильно понял свой вопрос :)

Точки B и D совпадают.

На мой взгляд, эти обсуждения довольно продвинуты, поскольку вы спрашивали об основах, которые я понял из ваших дополнительных вопросов, которые вы еще не поняли. Это совсем не странно, учитывая, что никто здесь, похоже, не хочет просто делать это простым, поэтому я решил попробовать. НЕОБХОДИМО Имейте в виду, что это немного упрощено;

Резистор 10 кОм между B и C всегда подает ток на узел B. Несмотря ни на что. Но когда BJT включается и обеспечивает путь от B к земле, вы можете более или менее рассматривать BJT как резистор с низким значением, поскольку его сопротивление намного ниже, чем 10 кОм. Это означает, что теперь у вас есть 2 сопротивления последовательно между ваши 8 вольт и земля. (От C до B до GND).

Как вы, возможно, знаете, 2 последовательно соединенных сопротивления между источником напряжения и заземлением — это то, что мы называем резистивным делителем напряжения (ЕСЛИ вы не знаете, что это такое, вы должны погуглить, это простая концепция). Когда сопротивление ближе всего к земле намного ниже, чем ближайший к вашему источнику напряжения, напряжение между сопротивлениями (в данном случае в точке B) будет ближе к GND (0 В). И наоборот, если сопротивление ближе к источнику напряжения меньше, то напряжение между ними будет ближе к источнику напряжения (8 В). Это то, что вызывает падение напряжения на затворе МОП-транзистора, даже если ток все еще течет от C к B через резистор 10 кОм.

И, как указывали ранее другие, базу BJT всегда нужно пропускать через резистор, поскольку внутреннее сопротивление BJT от базы к эмиттеру настолько низкое, что это можно назвать коротким замыканием. Однако они не указали, что, хотя это разрушит ваш BJT, который действительно дешев, он, скорее всего, также разрушит ваш Arduino, поскольку ток короткого замыкания через BJT поступает непосредственно от вашего Arduino и намного выше, чем 20 или около того миллиампер, которые может обеспечить вывод Arduino.